Многомасштабное математического моделирование эволюции арктического льда: влияние на изменение климата

Проект направлен на решение актуальных задач структурообразования для анализа динамических изменений климата Арктической зоны за счет поведения ледяного покрова. С этой целью будут созданы теоретические основы для многомасштабного описания динамики движения межфазной границы «лёд-вода», химического, фазового состава и структуры льда при учете радиационного и конвективного теплообмена и массопереноса. В настоящее время практически отсутствуют данные научного прогнозирования климата на основе моделирования процессов таяния и замерзания льдов. Поэтому в проекте ставится новая задача развития формализма, который явится основой для моделирования структурообразования Арктических льдов. Информация о структуре и свойстве межфазной поверхности, полученная на микро-уровне моделирования, используется для предсказаний формирования и таяния двухфазной зоны - гетерогенной области сосуществования фаз «лёд-вода» на мезоскопическом уровне анализа. Свойства и характеристики двухфазной зоны используются для определения параметров моделирования глобальной динамики Арктической зоны Земли. Анализ глобального формирования и таяния льдов в зоне Арктики включает построение бифуркационных диаграмм и фазовых портретов детерминированного поведения сезонных изменений климата с учетом возможных стохастических отклонений параметров разрабатываемых моделей. Решения уравнений модели позволят определять зоны климатических равновесий и динамических изменений, приводящих к эволюции Арктического льда. Разрабатываемые методы математического моделирования основаны на градиентно-устойчивых алгоритмах, ускоренное численное решение которых позволит решать динамические и транспортные уравнения моделей фазового поля и глобального моделирования. Модели и данные моделирования дают возможность создания отечественного пакета программ для компьютерного прогнозирования динамических изменений ледяного покрова и климатических изменений Арктической зоны Земли.